Çevre dostu atıksu arıtımı yöntemleri ile mikrokirletici giderimi kinetiğinin incelenmesi: LaFeO3 perovskit tipi katalizör varlığında metilen mavisinin Fenton benzeri oksidasyonu

Tıp, eczacılık, kimya ve tekstil gibi çeşitli sektörlerde geniş kullanım alanı bulunan metilen mavisi endüstriyel atıksularda sıklıkla rastlanan kirleticiler arasındadır. Bu çalışmada LaFeO3 perovskit tipi katalizörün farklı reaksiyon koşulları altında hedef mikrokirletici olarak seçilen metilen mavisinin Fenton benzeri oksidasyonunda sergilediği katalitik performans araştırılmıştır. Parametrik çalışmada başlangıç metilen mavisi derişimi 1 ppm’de sabit tutulmuştur. 0,05 g/L katalizör yüklemesi, 0,1 mM başlangıç H2O2 derişimi, pH=3,5 ve 45°C tepkime sıcaklığı olarak belirlenen optimum koşullar altında %74,5 organik madde giderimi ve %94,6 renk giderimi sağlanmıştır. Optimum koşullarda gerçekleştirilen demir liçi analizlerine göre arıtılan sudaki demir derişimi 0,63 ppm olmuştur. Saf suda ve arıtılan metilen mavisi çözeltisinde büyüyen Lepidium sativum kök uzunluklarının karşılaştırılmasıyla hesaplanan toksisite, kök büyümesindeki inhibisyon cinsinden %1,2 olarak hesaplanmıştır. Kinetik çalışmada renk giderimi için bir mekanizma önerilmiş ve tepkime hız denkliği türetilmiştir. Yalancı birinci birinci mertebeden tepkime kinetiğini takip eden renk gideriminde aktivasyon enerjisi ve ön-üstel faktör sırasıyla 130,8 kJ/mol ve 1,2×1020 dk-1 olarak bulunmuştur.

___

  • 1. Wols B.A., Hofman-Caris, C.H.M., Review of photochemical reaction constants of organic micropollutants required for UV advanced oxidation processes in water, Water Res., 46 (9), 2815-2827, 2012.
  • 2. Erdem F., Tosun A., Ergun M., Biosorption of Remazol Yellow (RR) by Saccharomyces cerevisiae in a batch system, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 31 (4), 971-978, 2016.
  • 3. Richard J., Boergers A., Eyser C.V., Bester K., Tuerk J., Toxicity of the micropollutants Bisphenol A, Ciprofloxacin, Metoprolol and Sulfamethoxazole in water samples before and after the oxidative treatment, Int. J. Hyg. Envir. Heal., 217 (4-5), 506–514, 2014.
  • 4. Sun S.P., Li C.J., Sun J.H., Shi S.H., Fan M.H., Zhou Q., Decolorization of an azo dye Orange G in aqueous solution by Fenton oxidation process: Effect of system parameters and kinetic study, J. Hazard. Mater., 161 (2-3), 1052-1057, 2009.
  • 5. Bayhan Y.K., Değermenci G.D., Investigation ff kinetic and removal of organic matter from cosmetic wastewaters by fenton process, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 32 (1), 181-188, 2017.
  • 6. Yang M., Xu A., Du H., Sun C., Li C., Removal of salicylic acid on perovskite-type oxide LaFeO3 catalyst in catalytic wet air oxidation process, J. Hazard. Mater., 139 (1), 86–92, 2007.
  • 7. Dod R., Banerjee G., Saini S., Adsorption of Methylene Blue Using Green Pea Peels (Pisum sativum): A Cost-effective Option for Dye-based Wastewater Treatment, Biotechnol. Bioproc. E., 17, 862-874, 2012.
  • 8. Okur M., Aktı F., The removal of C.I. acid violet 90 metal-complex dye using synthetic and natural zeolite from aqueous solutions, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 31 (3) 677-686, 2016.
  • 9. Demirci Y., Pekel L.C., Altınten A., Alpbaz M., Simultaneous control of ph, conductivity and temperature with fuzzy control method in the electrocoagulation reactors, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 31 (4), 987-996, 2016.
  • 10. Kiernan J.A., Classification and naming of dyes, stains and fluorochromes, Biotech. Histochem., 76 (5-6), 261-277, 2001.
  • 11. Almeida E.J.R., Corso C.R., Comparative study of toxicity of azo dye Procion Red MX-5B following biosorption and biodegradation treatments with the fungi Aspergillus niger and Aspergillus terreus, Chemosphere, 112, 317-322, 2014.
  • 12. Jonstrup M., Punzi M., Mattiasson B., Comparison of anaerobic pre-treatment and aerobic post-treatment coupled to photo-Fenton oxidation for degradation of azo dyes, J. Photoch. Photobio. A., 224 (1), 55-61, 2011.
  • 13. Wu C.H., Kuo C.Y., Chang C.L., Decolorization of C.I. Reactive Red 2 by catalytic ozonation processes, J. Hazard. Mater., 153 (3), 1052–1058, 2008.
  • 14. Zhou G., Chen Z., Fang F., He Y., Sun H., Shi H., Fenton-like degradation of Methylene Blue using paper mill sludge-derived magnetically separable heterogeneous catalyst: Characterization and mechanism, J. Environ. Sci., 35, 20–26, 2015.
  • 15. Tušar N.N., Maučec D., Rangus M., Arčon I., Mazaj M., Cotman M., Pintar A., Kaučič V., Manganese Functionalized Silicate Nanoparticles as a Fenton-Type Catalyst for Water Purification by Advanced Oxidation Processes (AOP), Adv. Funct. Mater., 22, 820–826, 2012.
  • 16. Ertugay N., Acar F.N., Removal of COD and color from Direct Blue 71 azo dye wastewater by Fenton’s oxidation: Kinetic study, Arab. J. Chem., 10, S1158–S1163, 2017.
  • 17. Siddique M., Farooq R., Price G.J., Synergistic effects of combining ultrasound with the Fenton process in the degradation of Reactive Blue 19, Ultrason. Sonochem., 21 (3), 1206–1212, 2014.
  • 18. Sun J.H, Sun S.P., Wang G.L., Qiao L.P., Degradation of azo dye Amido black 10B in aqueous solution by Fenton oxidation process, Dyes Pigments, 74, 647-652, 2007.
  • 19. Argun M.E., Karatas M., Application of Fenton process for decolorization of reactive black 5 from synthetic wastewater: Kinetics and thermodynamics, Environ. Prog. Sustain. Energy, 30 (4), 540-548, 2011.
  • 20. Yang B., Tian Z., Zhang L., Guo Y., Yan S., Enhanced heterogeneous Fenton degradation of Methylene Blue by nanoscale zero valent iron (nZVI) assembled on magnetic Fe3O4/reduced graphene oxide, J. Water. Process. Eng., 5, 101-111, 2015.
  • 21. Panda N., Sahoo H., Mohapatra S., Decolourization of Methyl Orange using Fenton-like mesoporous Fe2O3–SiO2 composite, J. Hazard. Mater., 185, 359–365, 2011.
  • 22. Gan P.P., Li S.F.Y., Efficient removal of Rhodamine B using a rice hull-based silica supported iron catalyst by Fenton-like process, Chem. Eng. J., 229, 351–363, 2013.
  • 23. Zhang J., Jiao X.L., Xia Y.G., Liu F.F., Pang Y.P., Zhao X.F., Chen D.R., Enhanced Catalytic Activity in Liquid-Exfoliated FeOCl Nanosheets as a Fenton-Like Catalyst, Chem. Eur. J., 22, 9321-9329, 2016.
  • 24. Liou M.J., Lu M.C., Catalytic degradation of nitroaromatic explosives with Fenton’s reagent, J. Mol. Catal. A-Chem., 277 (1-2), 155–163, 2007.
  • 25. Zhang Y., Xiong Y., Tang Y., Wang Y., Degradation of organic pollutants by an integrated photo-Fenton-like catalysis/immersed membrane separation system, J. Hazard. Mater., 244-245, 758–764, 2013.
  • 26. Wang Q., Tian S., Ning P., Degradation Mechanism of Methylene Blue in a Heterogeneous Fenton-like Reaction Catalyzed by Ferrocene, Ind. Eng. Chem. Res., 53 (2), 643-649, 2014.
  • 27. Nogueira A.E., Castro I.A., Giroto A.S., Magriotis Z.M., Heterogeneous Fenton-Like Catalytic Removal of Methylene Blue Dye in Water Using Magnetic Nanocomposite (MCM-41/Magnetite), Journal of Catalysts, 2014, 1-6, 2014.
Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi-Cover
  • ISSN: 1300-1884
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 1986
  • Yayıncı: Oğuzhan YILMAZ
Sayıdaki Diğer Makaleler

SAE 1030 çelik dövme malzemenin tornalama işleminde kesme parametrelerinin ve takım aşınmasının akustik olarak incelenmesi

Kemal Yaman, Mustafa BAŞALTIN

Kendiliğinden yerleşen polimerik harçlarda mineral katkının reolojik özeliklere etkisi

Tayfun UYGUNOĞLU, İbrahim GÜNEŞ, Bahri ERSOY, Atilla EVCİN

Android kötücül yazılımlar için izin tabanlı tespit sistemi

Anıl Utku, İbrahim Alper Doğru

Değiştirilmiş ateşböceği optimizasyon algoritması ile kural tabanlı çoklu sınıflama yapılması

İbrahim Berkan AYDİLEK

Keban ve Karakaya Barajları arası Fırat Nehri'nin kıyı sedimentleri ve su jeokimyası özellikleri

Leyla KALENDER, Gamze AYTİMUR

Keban ve Karakaya Barajları arası Fırat Nehri'nin kıyı sedimentleri ve su jeokimyası özellikleri

Leyla KALENDER, Gamze AYTİMUR

Türkiye'deki deniz dibi tarama malzemelerinin faydalı kullanım öncesi çevresel etkilerinin belirlenmesi: Ticari limanlar & balıkçı barınakları

Hatice Merve Başar, Barış Güzel, Pembe Özer Erdoğan, Leyla Tolun

Süper kritik CO2 özütlemesi ile iğde çekirdeklerinden quercetin miktarının yüzey cevap metodu ile optimizasyonu

Levent Nuralın, Ayşe Tosun, Fatma Erol, Fatma Betül Akgün, Metin Gürü

Nozul içi geometrilerinin partikül erozyonunda hedef malzeme aşınma ve pürüzlülüğüne etkileri

Barış ÖNEN, Sinan FİDAN, Tamer SINMAZÇELİK, Ali ÇINAR

Klasik Türk müziğinde makam tanıma için veri madenciliği kullanımı

Didem ABİDİN, Övünç ÖZTÜRK, Tuğba ÖZACAR ÖZTÜRK